Titan – Saturnuksen suurin kuu: ilmakehä, metaanijärvet ja koko
Titan (muinaiskreikaksi Τῑτάν) on yksi Saturnuksen kuista. Christiaan Huygens löysi sen 25. maaliskuuta 1655.
Titan on Saturnuksen suurin kuu ja aurinkokunnan toiseksi suurin. Titan on suurempi kuin planeetta Merkurius. Sen päiväntasaajan halkaisija (leveys päiväntasaajalla) on 5 150 km. Se kiertää Saturnusta 1 221 865 kilometrin päässä.
Titanilla on kaikista kuista eniten ilmakehää, enemmän kuin Maassa. Ihmiset eivät kuitenkaan voisi hengittää sitä, koska se on hyvin kylmä ja myrkyllinen. Ilma koostuu typestä ja metaanista. Titan on Maata lukuun ottamatta ainoa paikka Aurinkokunnassa, jonka pinnalla on järviä ja paljon nestettä. Mutta neste on metaania, ei vettä.
Perustietoja ja liike
Titan on Aurinkokunnan toiseksi suurin kuu (suurin on Jupilerin kuista Ganymedes), ja sen halkaisija on noin 5 150 km, eli se on hieman suurempi kuin Merkurius. Titan pyörii samalla tahdilla kuin kiertää Saturnusta (tidal lock), joten se näyttää aina saman puolen Saturnukseen päin. Kiertoaika on noin 15,95 maapäivää. Titanin painovoima on vain murto-osa Maan painovoimasta, noin 0,14 g, mutta sen paksu ilmakehä ja alhainen lämpötila tekevät pinnasta hyvin erilaisen kuin Maan.
Ilmakehä ja kemia
Titanin ilmakehä on paksu ja pääosin typestä, minkä lisäksi siinä on metaania ja muita hiilivetyjä. Pinnan tuntumassa paine on hieman yli Maan ilmanpaineen (noin 1,45 bar). Auringon UV-säteily ja Saturnuksen magnetosfäärin vaikutus hajottavat metaania ylemmissä ilmakerroksissa, jolloin syntyy monimutkaisia orgaanisia yhdisteitä ja mustan-oranssia utuista "smoggiä" (ns. tholiinit), jotka peittävät planeettaa ja aiheuttavat Titanin oranssin värisävyn.
Metaanilla on Titanilla keskeinen rooli: se esiintyy kaasuna ilmakehässä, sataa nestemäisenä pintaan, muodostaa jokia ja järviä sekä haihtuu takaisin ilmakehään – eli Titanilla on oma, kylmä "metaanin hydrologinen sykli", joka muistuttaa Maassa tapahtuvaa veden kiertoa.
Pintamuodot: järvet, joet, dyynit ja mahdollinen sisäinen meri
Titanin napaseuduilla on laajoja metaanin ja etaanin täyttämiä meriä ja järviä. Suurimpia ovat Kraken Mare ja Ligeia Mare pohjoisella napaseudulla; myös etelässä on pienempiä altaita kuten Ontario Lacus. Nämä meret voivat olla useiden metrien tai jopa satojen metrien syvyisiä ja niissä on todettu aaltoilua ja pinnan vaihteluja.
Latitudien mukaan eroavaisuus näkyy myös muualla: päiväntasaajan seuduilla on laajoja hiekkadyynikenttiä, jotka koostuvat todennäköisesti kiteytyneistä orgaanisista aineksista ("hiilivetys-hiekkana"). Titanin pinnalla näkyy kanjonien, jokiuomien ja törmäyskraattereiden lisäksi myös mahdollisia kryovulkanisia rakenteita, joiden kautta sisältä voisi purkautua vesimurskaa, alkoholeja tai muita kylmiä sulatteita.
Tutkimusviitteet ja mittaukset viittaavat myös siihen, että Titanin sisällä saattaa olla suolapitoinen vesimainen kerros (subsurface ocean) jäisen kuoren alla. Tällainen sisäinen meri olisi todennäköisesti sekoitus vettä ja ammoniakkia, mikä alentaa jäätymispistettä.
Tutkimus ja laskeutujat
Monet Titanin salaisuuksista paljastui NASA:n Cassini-luotaimen ja ESA:n Huygens-laskeutujan yhteistutkimuksessa, joka suoritti mittauksia ja otti kuvia 2000-luvun alusta lähtien. Huygens laskeutui Titanin pinnalle 14. tammikuuta 2005 ja lähetti ensimmäiset suorat kuvat raunioista ja maaperästä sekä tietoa ilmakehästä ja pinnan koostumuksesta. Cassini puolestaan kartoitti Titanin pintaa tutka- ja infrapunamittauksilla, löysi nestemäisiä meriä ja seurasi ilmakehän kemiaa ja säätä.
Elämän mahdollisuus ja tulevaisuuden tutkimus
Titanilla esiintyy runsaasti orgaanista kemiaa ja monimuotoisia prebioottisia yhdisteitä, mutta hyvin kylmät olosuhteet (-179 °C, eli noin 94 K) ja metaanin/etylaattien käyttö liuottimina tekevät tilanteesta hyvin erilaisen kuin Maassa. Perinteinen vesipohjainen elämä on epätodennäköistä Titanin pinnalla, mutta jotkut tutkijat pohtivat eksoottisia elämänmuotoja, jotka voisivat hyödyntää metaania tai muita orgaanisia liuottimia. Subsurface ocean -tyyppinen vesivaippakin herättää kiinnostusta, sillä siellä olosuhteet voisivat olla suotuisammat veden ja mahdollisen biologisen toiminnan kannalta.
Tulevaisuuden kiinnostava missio on NASA:n Dragonfly-mönkijädrone, joka on suunniteltu laskeutumaan Titanille ja liikkumaan sen pinnalla useiden laskeutumisten ja tutkimuskohteiden välillä. Dragonflyn tavoitteena on tutkia pintakemiaa, orgaanisten yhdisteiden jakaantumista ja etsiä merkkejä kemiallisesta monimutkaisuudesta, joka voisi valaista elämän syntymisen edellytyksiä.
Yhteenveto
- Titan on Saturnuksen suurin kuu ja aurinkokunnan toiseksi suurin kuu.
- Sillä on paksu, pääosin typpinen ilmakehä ja metaani- sekä etaanijärviä, jotka tekevät siitä ainutlaatuisen paikan tutkimukselle.
- Huygensin laskeutuja ja Cassini-luotain ovat paljastaneet monimutkaisen kemian, pinnanmuodot ja mahdollisen sisäisen vesikerroksen.
- Tulevat tutkimuslennot, kuten Dragonfly, pyrkivät selvittämään Titanin kemiallista monimuotoisuutta ja sen merkitystä elämän syntymisen kannalta.
Cassini-Huygensin ottama kuva
Cassini-Huygensin ottama kuva
Discovery
Alankomaalainen tähtitieteilijä Christiaan Huygens löysi Titanin 25. maaliskuuta 1655. Galileo Galilei oli aiemmin, vuonna 1610, löytänyt neljä Jupiterin kuuta. Tämä innoitti Huygensia: hänkin halusi löytää uusia kuita. Koska Huygens oli myös parantanut silloisia kaukoputkia ja tehnyt niistä paljon parempia, hän uskoi voivansa löytää uuden kuun.
Christiaan ja hänen veljensä Constantijn alkoivat rakentaa omia kaukoputkia vuonna 1650. Ensimmäisen rakentamansa kaukoputken avulla Christiaan Huygens pystyi näkemään Titanin. Aluksi hän kutsui sitä nimellä "Luna Saturni", joka tarkoittaa "Saturnuksen kuuta" (hän ei tiennyt, että niitä oli useampi kuin yksi). Vuosien varrella on löydetty paljon muitakin kuita, ja nykyään kuu tunnetaan nimellä "Titan" tai "Saturnus VI". Nimi "Titan" ja kaikki Saturnuksen muiden kuiden nimet ovat peräisin kreikkalaisista legendoista.
Luonnos yhdestä Christiaan Huygensin kaukoputkesta, jolla hän tutki avaruutta.
Discovery
Alankomaalainen tähtitieteilijä Christiaan Huygens löysi Titanin 25. maaliskuuta 1655. Galileo Galilei oli aiemmin, vuonna 1610, löytänyt neljä Jupiterin kuuta. Tämä innoitti Huygensia: hänkin halusi löytää uusia kuita. Koska Huygens oli myös parantanut silloisia kaukoputkia ja tehnyt niistä paljon parempia, hän uskoi voivansa löytää uuden kuun.
Christiaan ja hänen veljensä Constantijn alkoivat rakentaa omia kaukoputkia vuonna 1650. Ensimmäisen rakentamansa kaukoputken avulla Christiaan Huygens pystyi näkemään Titanin. Aluksi hän kutsui sitä nimellä "Luna Saturni", joka tarkoittaa "Saturnuksen kuuta" (hän ei tiennyt, että niitä oli useampi kuin yksi). Vuosien varrella on löydetty paljon muitakin kuita, ja nykyään kuu tunnetaan nimellä "Titan" tai "Saturnus VI". Nimi "Titan" ja kaikki Saturnuksen muiden kuiden nimet ovat peräisin kreikkalaisista legendoista.
Luonnos yhdestä Christiaan Huygensin kaukoputkesta, jolla hän tutki avaruutta.
Rakenne
Titan on Aurinkokunnan ainoa kuu, jolla on paksu ilmakehä (kaasut, jotka ympäröivät planeettaa tai kuuta). Kun avaruusalus Voyager I vieraili kuussa 12. marraskuuta 1979, se osoitti, että Titanin pinta (maanpinta) on 900 km paksun ilmakehän alla. Ennen tätä kaikki luulivat, että Titan oli Aurinkokunnan suurin kuu. Nyt tiedämme, että se on toiseksi suurin Jupiterin kuun Ganymedeksen jälkeen.
Vaikka Titan on pienempi, se on kooltaan lähellä Ganymedeusta. Se on myös kooltaan lähellä hieman pienempää Callistoa, joka on toinen Jupiterin kuista. Titan on suuri kuu, jopa suurempi kuin Merkurius, mutta sen massa on vain puolet pienempi (se on paljon kevyempi). Koska Titanilla ei ole paljon massaa, tutkijat uskovat, että Titan on tehty aineesta, joka ei ole kovin raskasta, erityisesti jäätyneestä vedestä ja ammoniakista. Jotkut tutkijat uskovat, että pinnan alla on paljon nestemäistä vettä ja ammoniakkia, joka riittää täyttämään kokonaisen valtameren. Nämä tiedemiehet uskovat, että tämän valtameren sisällä saattaa olla jonkinlaista elämää.
Titanin keskellä on kivinen ydin, jonka paksuus on noin 3400 kilometriä. Ydin koostuu silikaateista ja metalleista. Painovoima (voima, joka pitää kaiken kiinni maassa) on paljon heikompi kuin täällä maapallolla. Jos voisit hypätä 1 metrin korkeuteen maapallolla, voisit hypätä 7 metrin korkeuteen Titanilla.
Titanin (sinisellä) ympärillä on erittäin paksu kaasukerros (keltaisella), joka saa sen näyttämään paljon suuremmalta kuin se todellisuudessa on.
Rakenne
Titan on Aurinkokunnan ainoa kuu, jolla on paksu ilmakehä (kaasut, jotka ympäröivät planeettaa tai kuuta). Kun avaruusalus Voyager I vieraili kuussa 12. marraskuuta 1979, se osoitti, että Titanin pinta (maanpinta) on 900 km paksun ilmakehän alla. Ennen tätä kaikki luulivat, että Titan oli Aurinkokunnan suurin kuu. Nyt tiedämme, että se on toiseksi suurin Jupiterin kuun Ganymedeksen jälkeen.
Vaikka Titan on pienempi, se on kooltaan lähellä Ganymedeusta. Se on myös kooltaan lähellä hieman pienempää Callistoa, joka on toinen Jupiterin kuista. Titan on suuri kuu, jopa suurempi kuin Merkurius, mutta sen massa on vain puolet pienempi (se on paljon kevyempi). Koska Titanilla ei ole paljon massaa, tutkijat uskovat, että Titan on tehty aineesta, joka ei ole kovin raskasta, erityisesti jäätyneestä vedestä ja ammoniakista. Jotkut tutkijat uskovat, että pinnan alla on paljon nestemäistä vettä ja ammoniakkia, joka riittää täyttämään kokonaisen valtameren. Nämä tiedemiehet uskovat, että tämän valtameren sisällä saattaa olla jonkinlaista elämää.
Titanin keskellä on kivinen ydin, jonka paksuus on noin 3400 kilometriä. Ydin koostuu silikaateista ja metalleista. Painovoima (voima, joka pitää kaiken kiinni maassa) on paljon heikompi kuin täällä maapallolla. Jos voisit hypätä 1 metrin korkeuteen maapallolla, voisit hypätä 7 metrin korkeuteen Titanilla.
Titanin (sinisellä) ympärillä on erittäin paksu kaasukerros (keltaisella), joka saa sen näyttämään paljon suuremmalta kuin se todellisuudessa on.
Movement
Titanilla kestää 15 päivää ja 22 tuntia kiertää Saturnusta. Tämä on lähes sama aika kuin Saturnuksen pyöriminen oman akselinsa ympäri - yksi täysi kierros. Tämä tunnetaan nimellä "synkroninen kierto", mikä tarkoittaa, että Titanin sama puoli on aina suunnattu Saturnukseen.
Titanin liikerata, sen kiertorata, on hyvin lähellä ympyrää, mutta ei aivan. Käytämme sanaa "eksentrisyys" kuvaamaan kuun tai planeetan kulkemaa rataa. Kuvan, jonka eksentrisyys on 0 (nolla), rata on täydellinen ympyrä. Jos eksentrisyys on suurempi kuin 0, polku ei ole yhtä pyöreä (ks. kuva alla). Titanin eksentrisyys on 0,028, eli hyvin lähellä nollaa.
|
Movement
Titanilla kestää 15 päivää ja 22 tuntia kiertää Saturnusta. Tämä on lähes sama aika kuin Saturnuksen pyöriminen oman akselinsa ympäri - yksi täysi kierros. Tämä tunnetaan nimellä "synkroninen kierto", mikä tarkoittaa, että Titanin sama puoli on aina suunnattu Saturnukseen.
Titanin liikerata, sen kiertorata, on hyvin lähellä ympyrää, mutta ei aivan. Käytämme sanaa "eksentrisyys" kuvaamaan kuun tai planeetan kulkemaa rataa. Kuvan, jonka eksentrisyys on 0 (nolla), rata on täydellinen ympyrä. Jos eksentrisyys on suurempi kuin 0, polku ei ole yhtä pyöreä (ks. kuva alla). Titanin eksentrisyys on 0,028, eli hyvin lähellä nollaa.
· 
Esimerkki "synkronisesta pyörimisestä": Kuu kiertää planeetan ympäri yhtä kauan kuin planeetta kiertää oman akselinsa ympäri. Tämä tarkoittaa, että kuun sama puoli osoittaa aina planeettaa kohti, ja tässä esimerkissä planeetalla asuvat ihmiset eivät koskaan näe kuun vihreää puolta.
· 
"Eksentrisyys" kuvaa planeetan tai kuun kulkureittiä. Jos eksentrisyys eli kuvassa "e" on 0 (nolla), rata on täydellinen ympyrä. Jos eksentrisyys on suurempi kuin 0, radasta tulee vähemmän pyöreä.
Cassini-Huygensin tehtävä
Cassini-Huygens-luotain saapui Saturnuksen kiertoradalle 1. heinäkuuta 2004. Joulukuun 25. päivänä 2004 Huygens-luotain erosi Cassini-luotaimesta ja alkoi liikkua kohti Titania. Se laskeutui Titanin pinnalle 14. tammikuuta 2005. Se laskeutui kuivalle pinnalle, mutta se vahvisti, että kuussa on suuria nestemäisiä aineksia. Cassini-luotain jatkoi tietojen keräämistä Titanista ja useista jäisistä kuista. Se löysi todisteita siitä, että Enceladus-kuun geysireistä purkautuu vettä. Cassini todisti heinäkuussa 2006 myös, että Titanilla oli hiilivetyjärviä, jotka sijaitsivat lähellä sen pohjoisnapaa. Maaliskuussa 2007 se löysi sen pohjoisnavan läheltä suuren Kaspianmeren kokoisen hiilivetyjärven. Nestemäistä metaania sisältävä järvi on nimetty Kraken Mare -järveksi. Vuonna 2009 Nasa näytti valokuvan, jossa auringonvalo heijastuu järven pinnasta. Tämä oli ensimmäinen kuva nesteestä toisessa maailmassa.
Vuonna 2012 NASAn tutkijat havaitsivat, että Titanista lähtee heikko valonhohto. Tämän uskotaan johtuvan Titanin ilmakehässä tapahtuvista monimutkaisista kemiallisista reaktioista. Tällaista valoa kutsutaan ilmahehkuksi.
Taiteilijan kuva Cassinista Saturnuksen kiertoradalla.
Cassini-Huygensin tehtävä
Cassini-Huygens-luotain saapui Saturnuksen kiertoradalle 1. heinäkuuta 2004. Joulukuun 25. päivänä 2004 Huygens-luotain erosi Cassini-luotaimesta ja alkoi liikkua kohti Titania. Se laskeutui Titanin pinnalle 14. tammikuuta 2005. Se laskeutui kuivalle pinnalle, mutta se vahvisti, että kuussa on suuria nestemäisiä aineksia. Cassini-luotain jatkoi tietojen keräämistä Titanista ja useista jäisistä kuista. Se löysi todisteita siitä, että Enceladus-kuun geysireistä purkautuu vettä. Cassini todisti heinäkuussa 2006 myös, että Titanilla oli hiilivetyjärviä, jotka sijaitsivat lähellä sen pohjoisnapaa. Maaliskuussa 2007 se löysi sen pohjoisnavan läheltä suuren Kaspianmeren kokoisen hiilivetyjärven. Nestemäistä metaania sisältävä järvi on nimetty Kraken Mare -järveksi. Vuonna 2009 Nasa näytti valokuvan, jossa auringonvalo heijastuu järven pinnasta. Tämä oli ensimmäinen kuva nesteestä toisessa maailmassa.
Vuonna 2012 NASAn tutkijat havaitsivat, että Titanista lähtee heikko valonhohto. Tämän uskotaan johtuvan Titanin ilmakehässä tapahtuvista monimutkaisista kemiallisista reaktioista. Tällaista valoa kutsutaan ilmahehkuksi.
Taiteilijan kuva Cassinista Saturnuksen kiertoradalla.
Aiheeseen liittyvät sivut
- Titanin järvet
- Shangri-la (Titan)
Aiheeseen liittyvät sivut
- Titanin järvet
- Shangri-la (Titan)
Kysymyksiä ja vastauksia
Q: Mikä on Titan?
V: Titan on Saturnusta kiertävä kuu.
K: Kuka löysi Titanin?
V: Titanin löysi Christiaan Huygens 25. maaliskuuta 1655.
K: Mikä tekee Titanista ainutlaatuisen?
V: Titan on aurinkokunnan ainoa kuu, jolla on ilmakehä, ja sen pinnalla on järviä ja paljon nestettä.
K: Miten Titan on kooltaan verrattavissa muihin aurinkokunnan kohteisiin?
V: Titan on Saturnuksen suurin kuu ja aurinkokunnan toiseksi suurin. Se on suurempi kuin planeetta Merkurius, mutta sen massa on pienempi.
K: Mistä Titanin ilmakehä koostuu?
V: Titanin ilmakehä koostuu typestä ja metaanista, ja se on paksumpi kuin Maan ilmakehä.
K: Miksi ihmiset eivät voi hengittää Titanin ilmakehää?
V: Ihmiset eivät voi hengittää Titanin ilmakehää, koska se on hyvin kylmä ja myös myrkyllinen.
K: Minkälaista nestettä Titanin pinnalla on?
V: Titanin pinnalla oleva neste on metaania, ei vettä.
